JPH07305341A - 凍土内地中連続壁の施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 少なくとも地表側から凍土部１の地中側まで
の範囲を殻体１８より幅広にして溝４を掘削形成すると
ともに、該掘削形成された溝４内に、鋼製箱型矢板１０
Ａ，１０Ｂを建て込んで殻体１８を形成し、溝４の殻体
１８より幅広に形成された部分と殻体１８との間を断熱
性を有する埋戻し材２０で埋め戻し、殻体１８内にコン
クリート２１を打設する。 【効果】 凍土部１を有する地盤３に適用しても、殻体
１８の内部に打設されたコンクリート２１は、断熱性を
有する埋戻し材２０によって凍土部１との間の熱の伝達
が断たれることになるため、それ自体の硬化時の発生熱
等の熱が凍土部１に奪われてしまうことがなくなる。し
たがって、殻体１８内に流し込まれたコンクリート２１
は、いずれの部分も固化前に水分が凍ってしまうことが
ないため、該コンクリート２１の品質が良好に維持され
ることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、山留壁、止水壁、構造
物の基礎あるいは地下構造物等を構成する地中連続壁を
凍土部を有する地盤に適用した凍土内地中連続壁の施工
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】山留壁、止水壁、構造物の基礎あるいは
地下構造物等を構成する地中連続壁には、鋼製箱型矢板
を連設してなる補強用の殻体が建て込まれた構造のもの
があり、このような構造の地中連続壁は、例えば、以下
の手順で構築されている。まず、地中連続壁の先行構築
部分を構成する先行エレメントを構築するための先行掘
削溝を、互いに略一つのエレメント長さ分を隔てた状態
に、ベントナイト泥水等の安定液を満たして内壁面の安
定を図りながら掘削機により形成する。そして、先行掘
削溝に、必要に応じて根固めを行いつつ鋼製箱型矢板を
連設して殻体を形成し、この殻体内に、トレミー管で安
定液と置換しつつコンクリートを流し込んで先行エレメ
ントを築造する。そして、間隔をあけて築造された先行
エレメント間に後行エレメントを、上記と同様の手順で
施工し、地中連続壁を構築する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、超軟弱地盤
等で溝壁崩壊を防止するために地盤を凍結させて地中連
続壁を施工するということが考えられているが、以下の
問題があるため、実現には至っていない。すなわち、鋼
製箱型矢板の殻体内に流し込まれたコンクリートのう
ち、凍土部から離れた内部にあるものは、コンクリート
自体が硬化時に熱を発生させることからある程度硬化す
るものの、凍土部に近接する部分では該凍土部で熱が奪
われ完全に固化する前に水分が凍る等してその品質が低
下してしまうという問題である。また、この問題は、当
然のことながら、寒冷地等における凍土部を有する地盤
に地中連続壁を施工する場合にも同様に生じるものであ
る。

【０００４】したがって、本発明の目的は、凍土部を有
する地盤に適用してもコンクリートの品質を良好に維持
することができる凍土内地中連続壁の施工方法を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、凍土部を有する地盤に掘削形成された溝
内に設けられるとともに、鋼製箱型矢板で殻体を形成し
その内部にコンクリートを打設してなる凍土内地中連続
壁の施工方法であって、少なくとも地表側から凍土部の
地中側までの範囲を前記殻体より幅広にして溝を掘削形
成するとともに、該掘削形成された溝内に、前記鋼製箱
型矢板を建て込んで殻体を形成し、前記溝の殻体より幅
広に形成された部分と、前記殻体との間を断熱性を有す
る埋戻し材で埋め戻し、前記殻体内にコンクリートを打
設し硬化させることを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明によれば、少なくとも地表側から凍土部
の地中側までの範囲を殻体より幅広にして溝を掘削形成
するとともに、該掘削形成された溝内に、鋼製箱型矢板
を建て込んで殻体を形成し、溝の殻体より幅広に形成さ
れた部分と、殻体との間を断熱性を有する埋戻し材で埋
め戻し、殻体内にコンクリートを打設し硬化させること
になるため、殻体の内部に打設されたコンクリートは、
硬化時に、断熱性を有する埋戻し材によって凍土部との
間の熱の伝達が断たれることになり、よって、それ自体
の硬化時の発生熱等の熱が凍土部に奪われてしまうこと
がなくなる。

【０００７】

【実施例】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法について図１〜図１１を参照して以下に説明
する。なお、第１実施例においては、図１に示すよう
に、地表面側から所定深さの範囲が凍結した凍土部１と
なっており、それよりさらに地中側は凍結していない未
凍土部２となっている地盤３に、溝４を掘削形成し、こ
の溝４に地中連続壁を構築する場合を例にとり説明す
る。

【０００８】まず、第１実施例において採用される鋼製
箱型矢板について説明する。鋼製箱型矢板１０Ａは、図
３に示すように、略長方形状をなすウェブ１１と該ウェ
ブ１１の両側端縁部に相互に平行をなすようそれぞれ設
けられる、長方形状をなすとともに開口部をもたない一
対のフランジ１２とを具備する断面略Ｈ字状をなしてい
る。そして、フランジ１２の両端縁部には、隣り合うも
の同士を連結させるための円弧状部１３がフランジ１２
の長手方向に沿って連続して設けられている。この円弧
状部１３は、フランジ１２に対し外方側が開口した断面
略円弧状をなすものである。

【０００９】そして、鋼製箱型矢板の隣り合うものの一
方は、上記形状の鋼製箱型矢板１０Ａとされ、他方のも
のは、すべての円弧状部１３に、図４に示すように、所
定長さの略長方形状をなす主板部１５と、この主板部１
５の両側端縁部に主板部１５に略直交してそれぞれ設け
られる略板状の係合部１６とを有する連結継手部材１７
を、一方の係合部１６を係合させた状態で接合させた鋼
製箱型矢板１０Ｂが用いられる。そして、図５に示すよ
うに、例えば、連結継手部材１７が接合された鋼製箱型
矢板１０Ｂを建て込んだ後、連結継手部材１７が接合さ
れていない鋼製箱型矢板１０Ａを、その円弧状部１３の
内側に、建て込んだ状態の鋼製箱型矢板１０Ｂの連結継
手部材１７の外側の係合部１６を位置させるようこれら
を嵌合させつつ建て込み、このような作業を地中連続壁
の分割構築されるエレメントの大きさに応じ適宜繰り返
して殻体１８を形成する。

【００１０】次に、上記鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂを
用いた第１実施例の凍土内地中連続壁の施工方法につい
てその主要工程を順に説明する。なお、以下の工程は、
従来技術で述べた先行エレメントおよび後行エレメント
いずれの施工にも共通する工程である。まず、図６に示
すように、地盤３の所定の構築位置に、地表側から凍土
部１の地中側までの範囲を殻体１８より幅広の幅広溝部
４ａとし凍土部１の地中側から未凍土部２の所定深さま
での範囲を殻体１８と略同幅の幅狭溝部４ｂとした異形
断面形状の溝４を、ベントナイト泥水等の安定液５を満
たして内壁面の安定を図りながら、図示せぬ掘削機で掘
削形成する。ここで、ベントナイト泥水等の安定液５
は、凍結することがないよう、不凍液が混入されたり、
循環されたり、加熱されたりしている。

【００１１】そして、溝４の幅狭溝部４ｂの底部から地
表面までの距離に相当する高さに略形成された、上記鋼
製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂを、図７に示すように、隣り
合うもの同士を連結させて建て込んで殻体１８を形成す
る。次に、図８および図９に示すように、幅広溝部４ａ
と殻体１８とで画成される空間部に、断熱性を有する埋
戻し材２０を、図示せぬトレミー管で安定液５と置換し
つつ流し込んで、この部分を埋め戻す。ここで、上記断
熱性を有する埋戻し材２０としては、例えば、発泡スチ
ロールビーズを混入した混入土、通常に比してセメント
を少なく配合した貧配合モルタル、泥水モルタル、通常
に比してセメントを少なく配合した貧配合コンクリート
等を採用することになる。なお、埋戻し材２０として発
泡スチロールビーズ混入土を採用する場合、発泡スチロ
ールビーズと土とを袋詰めすなわちパッケージ化したも
のを併用することも可能であり、これにより発泡スチロ
ールビーズと土との分離を防止することができる。ま
た、埋戻し材２０として貧配合コンクリートを採用する
場合、人工軽量骨材を用いれば、断熱性を増すことがで
きる。これは、人工軽量骨材は表面が一旦溶けて固まる
ことによりガラス質となり水を通さず内部に空隙を有す
ることになるため、断熱性が増すのである。

【００１２】次に、図１および図２に示すように、上記
鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂによる殻体１８内に、図示
せぬトレミー管で安定液５と置換しつつコンクリート２
１を打設する。そして、この状態で、打設されたコンク
リート２１を硬化させる。このような工程で、先行エレ
メントと、該先行エレメント間を連結させる後行エレメ
ントとを施工することにより、凍土部１を有する地盤３
内に地中連続壁２２が構築される。そして、例えば地中
連続壁２２の一側の地盤を掘削する場合等に、必要に応
じて、不要な埋戻し材２０の層は除去される。

【００１３】なお、先行エレメントを構築する際には、
幅広溝部４ａが殻体１８の水平方向における全周に対し
て幅広となるよう溝４を掘削することになり、これによ
り、幅広溝部４ａと殻体１８との間の埋戻し材２０の層
が平面視環状をなすことになる。そして、先行エレメン
ト間に後行エレメントを構築する際には、先行エレメン
トの側部を剥き出させ且つ幅広溝部４ａが殻体１８の略
壁厚方向に幅広となるように、先行エレメント構築時の
埋戻し材２０の層の後行エレメント構築側の一部を含ん
で溝４を掘削すれば、その後殻体１８の壁厚方向におけ
る略両側に形成される埋戻し材２０の層は先行エレメン
トの壁厚方向における両側に残された埋戻し材２０の層
と連続することになる。これにより、先行エレメント構
築時は勿論、後行エレメント構築時においても、埋戻し
材２０の層により全方向にわたって良好な断熱性が得ら
れることになる。

【００１４】以上に述べたように、第１実施例によれ
ば、地表側から凍土部１の地中側までの範囲を殻体１８
より幅広の幅広溝部４ａにして溝４を掘削形成するとと
もに、該掘削形成された溝４内に、鋼製箱型矢板１０
Ａ，１０Ｂを建て込んで殻体１８を形成し、溝４の幅広
溝部４ａと殻体１８との間を断熱性を有する埋戻し材２
０で埋め戻し、殻体１８内にコンクリート２１を打設し
該コンクリート２１を硬化させることになるため、殻体
１８の内部に打設されたコンクリート２１は、硬化時
に、断熱性を有する埋戻し材２０によって凍土部１との
間の熱の伝達が断たれることになり、よって、それ自体
の硬化時の発生熱等の熱が凍土部１に奪われてしまうこ
とがなくなる。したがって、凍土部１を有する地盤３に
適用しても、鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂによる殻体１
８内に流し込まれたコンクリート２１は、凍土部１に近
接する部分は勿論、いずれの部分も固化前に水分が凍っ
てしまうことがないため、該コンクリート２１の品質が
良好に維持されることになる。また、これにより、超軟
弱地盤等で溝壁崩壊を防止するために地盤を凍結させて
地中連続壁を施工することが実現できる。しかも、殻体
１８内へのコンクリート２１の打設時に、殻体１８は埋
戻し材２０で保持されているため安定することになる。
よって、例えば、高さが高い地中連続壁の施工に好適で
ある等、種々のメリットがある。なお、幅広溝部４ａの
幅は、埋戻し材２０の層が、コンクリート２１と凍土部
１との間で十分な断熱効果を発揮するように設定され
る。

【００１５】ここで、一般に、地盤３は、上記したよう
に、凍土部１が地表面側にあり未凍土部２がこれより下
方にあるため、鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂの、少なく
とも凍土部１にある上側部分は、埋戻し材２０の内部へ
の流入を防止するため上記した長手方向に連続する連結
継手部材１７を用いて連結することになる。また、未凍
土部２に位置する所定範囲において、例えば、図１０に
示すように、複数の短い連結継手部材１７を、隣り合う
もの同士でスリットを形成するように所定ピッチで接合
させた構造を採用し前記スリットからコンクリートを外
側に回させることにより、埋戻しに先行して根固めを行
うことも可能である。この場合、キャンバスシート等を
貼った状態で根固めコンクリートを打設すれば、該根固
めコンクリートの圧力で該キャンバスシートが地盤側に
密着し、これにより該キャンバスシートでコンクリート
の地盤側への漏れを防ぐとともに地盤にコンクリートを
密着させることができる。また、根固めコンクリート
は、例えば、後工程での埋戻し材２０の殻体１８内への
流入を防止する場合、前記スリットを含む殻体１８の底
側部分の開口を閉塞させる位置まで打設すればよい。勿
論未凍土部２の全範囲に根固めコンクリートを打設する
ことも可能である。

【００１６】なお、鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂのジョ
イント構造は、上記に限定されることなく種々の周知の
構造を適用することができる。例えば、図１１に示すよ
うに、円弧状部１３を相互に係合可能な形状として、円
弧状部１３，１３同士を係合させる構造等を採用するこ
とができる。加えて、例えば、必要に応じて、ウェブ１
１に厚さ方向に貫通する開口部２４を設けた鋼製箱型矢
板１０Ａ，１０Ｂを用いることも可能である。さらに、
鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂの外側面に、建て込み前に
あらかじめ埋戻し材２０を注入する図示せぬトレミー管
を添わせる形でセットしておく方が、トレミー管のセッ
ト作業が容易となるため有利である。

【００１７】次に、本発明の第２実施例による凍土内地
中連続壁の施工方法について図１２〜図１５を参照し
て、第１実施例と相違する部分を中心に以下に説明す
る。第２実施例においては、まず、図１２に示すよう
に、地盤３の所定の構築位置に、地表側から凍土部１の
地中側までの範囲に加えてさらに凍土部１の地中側から
未凍土部２の所定深さまでの範囲を殻体１８より幅広と
した同形断面の溝４を、安定液５を満たして内壁面の安
定を図りながら、掘削形成する。そして、図１３に示す
ように、溝４に、上記した鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂ
を建て込んで殻体１８を形成する。このとき、溝４の底
部に、根固めコンクリート２３を、図示せぬトレミー管
で安定液５と置換しつつ打設する。この場合、鋼製箱型
矢板１０Ａ，１０Ｂには、未凍土部２に位置する底側所
定範囲の部分に、上記した複数の短い連結継手部材１７
同士でスリットを形成する構造が採用できる。これに応
じて、根固めコンクリート２３は、例えば、後工程での
埋戻し材２０の殻体１８内への流入を防止するため、前
記スリットを含む殻体１８の底側部分の開口を閉塞させ
る位置まで打設される。勿論未凍土部２の全範囲に根固
めコンクリート２３を打設することも可能である。

【００１８】次に、根固めコンクリート２３が養生した
時点で、図１４に示すように、溝４と殻体１８とで画成
される空間部に、断熱性を有する埋戻し材２０を、図示
せぬトレミー管で安定液５と置換しつつ流し込んで、こ
の部分を埋め戻す。そして、図１５に示すように、上記
鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂによる殻体１８内に、図示
せぬトレミー管で安定液５と置換しつつコンクリート２
１を打設する。そして、この状態でコンクリート２１を
硬化させる。このような工程で、先行エレメントと、該
先行エレメント間を連結させる後行エレメントとを構築
することにより、凍土部１を有する地盤３内に地中連続
壁２２を構築する。

【００１９】以上の第２実施例によれば、第１実施例と
同様の効果を奏することは勿論、加えて、溝４を異形断
面形状に掘削する必要がないので、掘削機の段取替えが
不要になる等の理由から施工が容易となり、しかも、溝
４の底部と鋼製箱型矢板１０Ａ，１０Ｂとの間の隙間が
大きいので根固めを確実に行うことができる等のメリッ
トがある。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の凍土内地
中連続壁の施工方法によれば、少なくとも地表側から凍
土部の地中側までの範囲を殻体より幅広にして溝を掘削
形成するとともに、該掘削形成された溝内に、鋼製箱型
矢板を建て込んで殻体を形成し、溝の殻体より幅広に形
成された部分と、殻体との間を断熱性を有する埋戻し材
で埋め戻し、殻体内にコンクリートを打設し硬化させる
ことになるため、殻体の内部に打設されたコンクリート
は、硬化時に、埋戻し材によって凍土部との間の熱の伝
達が断たれることになり、よって、それ自体の硬化時の
発生熱等の熱が凍土部に奪われてしまうことがなくな
る。したがって、凍土部を有する地盤に適用しても、鋼
製箱型矢板の殻体内に流し込まれたコンクリートは、凍
土部に近接する部分は勿論、いずれの部分も固化前に水
分が凍ってしまうことがないため、該コンクリートの品
質が良好に維持されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の殻体内へのコンクリート打設後の状態を示す
図２におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図２】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の殻体内へのコンクリート打設後の状態を示す
図１におけるＹ−Ｙ線に沿う平断面図である。

【図３】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法で用いられる鋼製箱型矢板の一方を示す斜視図
である。

【図４】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法で用いられる鋼製箱型矢板の他方を示す斜視図
である。

【図５】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法で用いられる鋼製箱型矢板の連結状態を示す平
面図である。

【図６】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の溝掘削時の状態を示す図２におけるＸ−Ｘ線
に相当する線に沿う断面図である。

【図７】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の鋼製箱型矢板による殻体形成時の状態を示す
図２におけるＸ−Ｘ線に相当する線に沿う断面図であ
る。

【図８】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の埋戻し時の状態を示す図２におけるＸ−Ｘ線
に相当する線に沿う断面図である。

【図９】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁の
施工方法の埋戻し時の状態を示す図１におけるＹ−Ｙ線
に相当する線に沿う平断面図である。

【図１０】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法で用いられる鋼製箱型矢板の根固め対応時の
変更例を示す斜視図である。

【図１１】本発明の第１実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法で用いられる鋼製箱型矢板の別の例を示す斜
視図である。

【図１２】本発明の第２実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法の溝掘削時の状態を示す図２におけるＸ−Ｘ
線に相当する線に沿う断面図である。

【図１３】本発明の第２実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法の鋼製箱型矢板による殻体形成時の状態を示
す図２におけるＸ−Ｘ線に相当する線に沿う断面図であ
る。

【図１４】本発明の第２実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法の埋戻し時の状態を示す図２におけるＸ−Ｘ
線に相当する線に沿う断面図である。

【図１５】本発明の第２実施例による凍土内地中連続壁
の施工方法の殻体内へのコンクリート打設後の状態を示
す図２におけるＸ−Ｘ線に相当する線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 凍土部 ３ 地盤 ４ 溝 １０Ａ，１０Ｂ 鋼製箱型矢板 １８ 殻体 ２０ 埋戻し材 ２１ コンクリート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田原 卓郎 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凍土部を有する地盤に掘削形成された溝
   内に設けられるとともに、鋼製箱型矢板で殻体を形成し
   その内部にコンクリートを打設してなる凍土内地中連続
   壁の施工方法であって、 少なくとも地表側から凍土部の地中側までの範囲を前記
   殻体より幅広にして溝を掘削形成するとともに、 該掘削形成された溝内に、前記鋼製箱型矢板を建て込ん
   で殻体を形成し、 前記溝の殻体より幅広に形成された部分と、前記殻体と
   の間を断熱性を有する埋戻し材で埋め戻し、 前記殻体内にコンクリートを打設し硬化させることを特
   徴とする凍土内地中連続壁の施工方法。